سبر أغوار الذرات موضوع علمي يتناول أدوات فهم البنية الذرية وما دونها عبر التجربة والنظرية، من النماذج الأولى للذرة إلى تقنيات الرصد والتبعثر والمجاهر والجسيمات. يقوم على فكرة أن المادة المرئية تتكون من بنى دقيقة لا تكشفها العين، وأن اكتشافها غيّر الكيمياء والفيزياء والتقنية. يمثل هذا المجال رحلة الإنسان من التصور الفلسفي للمادة إلى القدرة على قياس الذرات والتحكم في خواصها.